研究团队开发一种新颖技术直接在皮肤上打印可穿戴传感器

一个国际研究人员团队开发了一种新颖技术,可以生产精确,高性能的生物识别传感器。可穿戴传感器正从手表和电极发展到可弯曲的设备,这些设备可为用户提供更加精确的生物特征测量和舒适度。现在,一个国际研究人员团队在不加热的情况下直接在人体皮肤上打印传感器。

无需加热即可直接在皮肤上打印可穿戴传感器

在宾夕法尼亚州立大学工程科学与力学系的Dorothy Quiggle职业发展教授Huanyu“ Larry” Cheng的带领下,研究小组在ACS Applied Materials&Interfaces发表了他们的研究结果。

研究人员先前开发了用于可穿戴式传感器的柔性打印电路板,但是直接在皮肤上进行打印受到传感器中金属部件粘合过程的阻碍。称为烧结,此过程通常需要约572华氏度(300摄氏度)的温度才能将传感器的银纳米颗粒粘合在一起。

显然,皮肤表面不能承受如此高的温度。为克服这一限制,研究人员提出了一种烧结助剂层,这种层不会伤害皮肤,并且可以帮助材料在较低的温度下烧结在一起。

通过向混合物中添加纳米颗粒,银颗粒在约212 F(100 C)的较低温度下烧结。

可以用来在衣服和纸张上打印传感器,这很有用,但是它仍然比在皮肤承受温度还要高。大约104 F(40 C)仍会灼伤皮肤组织。研究人员改变了辅助层的配方,改变了打印材料,发现可以在室温下烧结。

室温烧结助剂层由聚乙烯醇糊和碳酸钙组成。该层减少了打印表面的粗糙度,并允许形成超薄的金属图案层,可以在保持机电性能的同时弯曲和折叠。在打印传感器时,研究人员使用鼓风机(例如置于凉爽状态的吹风机)去除墨水中用作溶剂的水。结果表明不需要依靠热量来烧结。

这些传感器能够精确连续地捕获温度,湿度,血氧水平和心脏表现信号。研究人员还将体感器连接到具有无线传输功能的网络中,以监视信号进行过程中的组合。

这一过程也是环保的。传感器在温水中可持续使用几天,但是用热水淋浴很容易将其移除。

由于可以移除,不会损坏设备,因此可以回收利用。而且,重要的是,去除也不会损害皮肤。这对于敏感皮肤的人(如老年人和婴儿)尤其重要。该设备非常有用,不会给使用它的人或环境造成额外负担。

接下来,研究人员计划根据需要更改技术以针对特定的应用,例如,放置一个精确的人体传感器网络以监视与COVID-19相关的特定症状。

获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

这项工作得到了宾夕法尼亚州立大学,国家科学基金会,美国化学会石油研究基金,深圳科学技术计划,深圳市工业和信息技术局以及中国国家科学基金会的支持。

上一篇:

下一篇:


标签